16.2串并联电路中电压的规律 -2024-2025学年人教版物理九年级上学期

16.2 串、并联电路中电压的规律 <授课教案> 串、并联电路中电压的规律 一、授课目的 理解电压的含义； 理解电压的表示及其单位、单位的换算； 理解并记忆常见电压值； 电压表的构成； 电压表的使用； 电压表在实物图与电路图中的使用及注意事项； 准确判断电压表所测用电器电压（即如何处理电路中出现的电压表）； 串联电路——“节点法”判断电路中电压表所测电压； 并联电路——“环抱法”判断电路中电压表所测用电器电压； 串联电路中电压的规律； 并联电路中电压的规律； 二、教材定义描述 要让电路中有电流，它的两端就要有电压。 电源的作用就是给用电器两端提供电压。 电压通常用字母U表示，它的单位是伏特，简称伏，符号是V。 当电压较高时，常用千伏（kV）做单位，当电压较低时，常用毫伏（mV）做单位。 1kV=1000V; 1mV=0.001V; 串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。 串、并联电路中电压的规律 串联电路中电压的规律 串联电路中总电压等于各用电器的电压之和 并联电路中电压的规律 并联电路中总电压等于各支路电压 三、教材定义描述的理解 ①电源即为电荷定向流动提供动力的动力来源； ②电压即为电荷定向流动时（即电流）所需动力的动力值； ③电荷流过用电器（即电阻）需要一定的动力，电源分配各个用电器所需的动力值； ④通过实验得：串联电路中，各用电器电压之和等于电源电压；并联电路中，各支路电压均等于电源电压。 四、知识点分类讲解 1）电压的含义 类比分析总结:电源的正极聚集有大量的正电荷,负极聚集有大量的负电荷,在电源正、负极之间就产生了电压.这个电压使电路中电荷发生定向移动,使正电荷从正极流向负极,或者使负电荷从负极流向正极,于是在电路中产生了电流(如图所示)。 2）理解电压的表示及其单位、单位的换算； 我们规定,电压的符号是U.在国际单位制中,电压单位是伏特,简称伏,符号是V. 常用到的单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV). 它们的换算关系是:1 kV=103 V、1 V=103 mV、1 mV=103 μV. 电压的符号:U. 电压的单位: 国际单位:电压单位为伏特,符号(V). 常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV). 换算关系:1 kV=103 V、1 V=103 mV、1 mV=103μV 【拓展延伸】　伏特是意大利物理学家.善于思考、喜欢探求、勇于实践的他在青少年时期就开始了电学实验,他读了很多电学的书,他的实验超出了当时已知的一切电学知识.1800年3月20日他宣布发明了伏打电堆,这一神奇发明,对电学的研究具有划时代的意义,伏特被称为“电源之父”.后人为纪念这位著名的物理学家,把电压的单位规定为伏特. 3）理解并记忆常见电压值（单位：V）； 4） 电压表的构成 1.电压表符号是 .如果看到表盘上标有字母“V”的就是电压表。 2.电压表结构(如图所示): (1)电压表的零刻度线在表盘的最左端。 (2)电压表有三个接线柱,两个量程.一个公共的“-”接线柱和两个“+”接线柱。 (3)使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是3 V,刻度盘上每一大格表示“1 V”,每一小格表示“0.1 V”; 使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是15 V,刻度盘上每一大格表示“5 V”,每一小格表示“0.5 V”.电压表中间的旋钮可以调零。 5） 电压表的使用 1.电压表要与被测电路并联.要测哪部分电路的电压,电压表就和哪部分电路并联。 2.注意观察电压表的量程.要使被测电压不超过电压表的量程(先选用较大量程),明确分度值,零刻度线。 3.电压表接进电路时,要使电流从其“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。 4.电压表可以直接接在电池的两极上,这时它测的是电池的电压。 6） 电压表的使用“一不二要三看清”: 一不:不能超过电压表的量程; 二要:电压表要并联在被测电路两端;电流要从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出; 三看清:看清所用的量程;看清分度值;看清指针所指的位置. 2.如何试触 (1)在连接电路时,一般应先预留一根与电压表接线柱相连的导线.这根导线先不要连接,待连好电路后,闭合开关,用这根预留的导线头迅速与接线柱接触,并迅速离开,同时观察电压表指针的偏转情况,以判定指针的偏转是否正确.若发现指针反偏,则应调换电压表的“+”“-”接线柱. (2)如果不能确定或估计被测电压的大小,连好电路后要先用电压表的大量程进行试触,即手持预留的导线头迅速地接触电压表大量程的接线柱,同时观察电压表的指针.若发现指针偏转角度过小,应换用小量程;若发现指针超过量程,则要改用更大量程的电压表. (3)试触的速度要快.如果过慢,指针反偏时极易碰弯或损坏指针;选用的量程过小时,有可能损坏指针,甚至烧坏电压表.电压表的指针只有正偏和选用合适的量程,才能确保电压表安全,才能精确测量电压值. 【拓展延伸】　用电压表测量电压时, 一要确保被测电压不能超过电压表的最大测量值; 二要确保电压表安全的前提下尽量提高测量的准确程度,因此要根据被测电压的大小选择电压表的量程.一般情况下,要通过试触来选择量程.试触的作用有二:一是检查电压表的连接是否正确;二是确定选用的电压表的量程是否合适。 6）电压表在实物图与电路图中的使用及注意事项； 电压表在实物图与电路图中的使用及注意事项； 7） 准确判断电压表所测用电器电压； 串联电路中电压表判断——节点法； 并联电路中电压表判断——环抱法； 8） 经过实验得串、并联电路中电压的规律。 串联电路中，各用电器电压之和等于电源电压； 并联电路中，各支路电压均等于电源电压。 五、实战题型 【题型一：基本功题型】 1.一节干电池的电压为 (　　) A.1.5 V　　　　B.24 V C.36 V D.220 V 2.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是谁的电压 (　　) A.L1　　　　　B.L2 C.L1,L2总电压 D.电源和L1 3.如图所示是电压表的表盘,下面读数中正确的是 (　　) A.若量程为3 V,示数为1.7 V B.若量程为15 V,示数为9.7 V C.若量程是3 V,示数为1.35 V D.若量程为15 V,示数为5.7 V 4.在如图所示的电路图中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是 (　　) ( A ) ( D ) ( C ) ( B ) 5.下图是小明同学在某次测量中连接的实物图,以实物图为根据画出的电路图,其中正确的是(　　) 6.如图甲所示是小贺同学制作的土豆电池,将电池两极接在电压表的正负接线柱上时,表盘指针偏转情况如图乙所示,则金属片______(选填“A”或“B”)为电池的负极,该电池提供的电压为______V.要给用四节干电池供电的手电筒提供电量,则需要　　　　个这样的土豆电池串联.  7.图中圆圈a,b为连接正确的电表,闭合开关后,两灯都发光,a应是______表,b应是______表. （填“电流表”或“电压表”） 【题型二：串联电路中电压的规律】 1.如图所示,电源电压为9 V保持不变,当开关闭合时,灯泡L1,L2均正常发光,电压表示数为3 V,则灯泡L1两端的电压是 (　　) A.3 V　　　B.6 V C.4.5 V D.9 V 2．如图所示，电源电压为6V，闭合开关后，电压表的示数为4V，下列描述正确的是（　　） A．L2两端电压为4V B．L1两端电压为4V C．L1和电源两端电压之和为4V D．L2两端电压为2V 3.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表V1的示数为3 V,电压表V2的示数为8 V,灯L1两端的电压为_____V,则灯L2两端的电压为_____V.  4.如图所示,若电源电压为6 V,电压表的示数为3.8 V,则灯L1两端的电压U1=　　　　V,灯L2两端的电压U2=_____V,若S断开,电压表的示数为_____V.  5.在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示的电路测得V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为(　　) A.1.5 V　　 B.3.8 V C.2.3 V 　　　D.6.1 V 6.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是 (　　) A.4.5 V　　　　B.5.5 V C.3 V D.2 V 7.如图所示,闭合开关S,V1,V2,V3的示数分别为8 V,9 V,4 V,则L1,L2,L3两端的电压分别是_____、_____、_____。 8．如图甲所示电路，电灯的连接方式是____ 。当闭合开关后，两个电压表指针均图乙所示，则灯L1两端的电压为____V，灯L2两端的电压为____V。 【题型三：并联电路中电压的规律题型】 1.小红家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示.下列说法中正确的是 (　　) A.换气扇和照明灯不能同时工作 B.换气扇和照明灯只能同时工作 C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等 D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等 2.如图甲乙两电路,已知甲图V1的读数是3 V,V2的读数是　　　　V;若乙图V1的读数是4 V,V2的读数是5 V,则V的读数是　　　　V.  3.如图所示的电路,电压表V1的示数为4.5 V,则灯L1两端的电压为_____,电压表V2的示数是_____,电源电压是_____.  5.如图所示的电路图,开关S接到a时,电压表示数为9 V,开关S接到b时,电压表示数为4 V,下列说法不正确的是 (　　) A.电源电压为9 V B.灯L1两端的电压为4 V C.灯L2两端的电压为4 V D.灯L1和灯L2的总电压为9 V 【题型四：动态电路电压规律的应用题型】 1．如图所示，电源电压保持不变，当S1断开、S2闭合时，电压表示数为4.5V；当S1闭合、S2断开时，电压表示数变为3V ，则灯泡L1和L2两端电压分别是____ V、 ____ V。 2．如图所示，两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关，一只电压表，在不改变电路连接的前提下，能测出灯L1和L2两端电压的电路图。请你判断，设计的电路图中 （填“甲”或“乙”）图是正确的。他们选择正确的电路图进行测量，当开关拨至1时，电压表的示数为2V；当开关拨至2时，电压表的示数为5V。则灯L1两端电压为 V，灯L2两端电压为 V。 【题型五：含电流表与电压表的题型】 1.（素养拓展练）在如图所示的电路中,开关S闭合后,电压表 V1、 V2、 V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,那么下列关系式正确的是( ) A.U2=U1+U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1=I2 C.U1=U2=U3,I1<I2 D.U1=U2+U3,I1>I2 【题型六：含电流表与电压表的故障电路题型】 1．(2017德阳中考)在如图所示的电路中，闭合开关S后，两灯都不亮，电压表有示数，电流表无示数，则该电路故障可能是(　　) A．灯泡L1断路 B．灯泡L2断路 C．灯泡L2短路 D．电流表短路 2．(德阳中考)如图是某同学做实验的电路图，闭合开关S后，发现灯泡L1、L2均不亮，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则该电路的故障是(　　) A．电源正极与a之间断路 B．a、L1、b之间断路 C．b、L2、c之间断路 D．c与电源负极之间断路 3.(2015石家庄43中中考模拟)如图所示电路，闭合开关S后，两灯均不发光。为检测电路故障，小华做了以下操作：将一根导线两端分别接到a、b两点，发现灯L1亮，电流表有明显示数；将这根导线两端分别接到b、c两点，发现两灯均不亮，电流表示数为零。则电路故障可能是(　D　) A．灯L1断路 B．灯L2短路 C．电流表断路 D．灯L2断路 4．(2017吉林中考)如图所示，闭合开关后小灯泡L1、L2均正常发光，它们的连接方式是并联；] 过一会儿发现有一个小灯泡熄灭，而电流表的示数不变，则电路中出现的故障是__L2断路__。 5．(2017连云港中考)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现两个电表的示数都变大，则出现这种故障的可能原因是(　C　) A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路 6．(石家庄42中二模)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L1或L2中有一个发生了短路故障，当开关S闭合时，下列现象中不可能出现的是(　C　) A．电压表无示数，灯泡L1不发光 B．电压表有示数，灯泡L2不发光 C．电压表和电流表都没有示数 D．电压表和电流表都有示数 7．(成都中考)某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图所示的串联电路，当开关闭合后发现，甲乙两灯都不亮。为了找到故障原因，小张用一根导线来检查。当导线与AB两点连接时，甲灯不亮乙灯亮；当导线与BC两点连接时，两灯都不亮。由此推测故障是(　B　) A．AB两点间存在短路 B．AB两点间存在断路 C．BC两点间存在短路 D．BC两点间存在断路 【题型七：实验类题型】 1.在探究“串联电路电压的规律”实验中: (1)按如图所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将　 　。  (2)下面是实验中出现的故障,请你找出故障原因: ①闭合开关,发现电压表示数为零。L1不发光,L2发光,则故障可能是　 　。  ②闭合开关,发现电压表有示数。L1和L2都不发光,则故障可能是　 　。  (3)如果甲、乙两组的同学在实验过程中分别发现电压表出现了如图1、2所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因: 甲组:　 　;乙组:　 　。  　　　　　　图1　　　　　　　　　图2 (4)要用电压表测灯L2两端的电压,连接的电路如图3所示。图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线表示导线将电路连接正确。 　　　　　　图3　　　　　　　　　图4 (5)改正电路后,闭合开关。如图(4)所示,电压表的示数为 　V;若电源电压为3 V,则灯L1两端的电压是 　V。  (6)要使实验结论更具普遍性,同学们讨论了以下三种方案: 方案一:反复断开,闭合开关,测出各电压值; 方案二:更换不同规格的灯泡,测出各电压值; 方案三:增加电池节数,测出各电压值。 以上三种方案,你认为不可行的是方案　 　。  【参考答案】1.(1)开关断开　(2)①L1短路　②L1断路 (3)电压表的量程选择过大　电压表的正、负接线柱接反了 (4) (5)1.2　1.8　(6)一 解析:(1)小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将开关断开;(2)①闭合开关,发现L2发光,L1不发光,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,L1不发光,则故障可能是L1短路;②闭合开关,L1和L2都不发光,说明电路出现了断路,发现电压表有示数,说明电压表的正、负接线柱与电源是接通的,则故障可能是L1断路;(3)在实验时甲、乙两组的同学分别发现电压表出现了如图1、2所示的现象,甲组指针偏转角度过小,原因是电压表量程选择过大;乙组指针反向偏转,原因是电压表正、负接线柱接反了;(4)电压表测灯L2两端的电压,则电压表应与L2并联,由图可知,电压表的连接方式是错的,改正结果如答图。(5)如图4所示,两灯串联,电压表测L2的电压,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,电压表的示数为1.2 V;若电源电压为3 V,根据串联电路电压的规律,则灯L1两端的电压:U1=U-U2=3 V-1.2 V=1.8 V;(6)方案二和方案三:换用不同的规格的小灯泡或者增加电池的节数(改变电源电压),测出电源电压和灯泡L1、L2两端的电压,可以得到串联电路电压关系的普遍规律;而方案一中反复断开、闭合开关,测出的数据相同,只是一组数据,得出的结论不具有普遍性,不可行,即不可行的是方案一。 六、解题所需知识内容总结 理解电压的含义； 理解电压的表示及其单位、单位的换算； 理解并记忆常见电压值； 电压表的构成； 电压表的使用； 电压表在实物图与电路图中的使用及注意事项； 学会处理电路中电压表，准确判断电压表所测用电器电压； 串联电路——“节点法”判断电路中电压表所测电压； 并联电路——“环抱法”判断电路中电压表所测用电器电压； 串联电路中电压的规律； 并联电路中电压的规律； 7、 解题思路步骤总结 判断电路中是否存在断路、短路、短接—→如电路正常，则将电压表进行处理—→进而判断电路的串、并联—→若为串联电路，利用“节点法”判断电压表所测用电器电压；若为并联电路，利用“环抱法”判断电压表所测用电器电压—→根据串并联电路中电压的特点进行分析解题。 八、课后作业 一、选择题 1．如图所示的电路中，开关S闭合时，电源、灯泡L1、灯泡L2两端电压分别是U、U1、U2，则它们的关系是（　　） A．U=U1= U2 B．U>U1 + U2 C．U<U1+ U2 D．U=U1+ U2 2．如图所示电路，已知灯L1比灯L2亮，则电压表V1、V2、V3的示数U1、U2、U2的关系是 A． B． C． D． 3．如图所示，电源电压为6V，闭合开关后，电压表的示数为4V，下列描述正确的是（　　） A．L2两端电压为4V B．L1两端电压为4V C．L1和电源两端电压之和为4V D．L2两端电压为2V 4．如图甲所示电路，电源电压为6V，当S闭合时，电压表的读数如图乙所示，则L1、L2两端的电压为（　　） A．0.5V  5.5V B．5.5V   0.5V C．4.5V  1.5V D．1.5V   4.5V 5．在“探究串联电路的电压关系”时，某同学按如图(a)所示连接电路．闭合开关后，用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压，关于在实验过程中出现的情况，下列说法正确的是 A．连接电路的过程中不用考虑开关的状态 B．测出Uab间电压后，保持b不动，将a改接到c，可以测出Ubc C．闭合开关后电压表示数如图b所示的情况，必须将电压表校零 D．实验时电压表示数Uab＝Uac，且示数不为0，可能是a、b之间发生了断路 6．装饰用的每个小彩灯两端电压不允许超过，问至少要串联多少只小彩灯才能用家庭电路做供电电源（    ） A．20只 B．21只 C．22只 D．15只 7．在同一个电路中，用电压表测得灯两端的电压为，灯两端的电压为，则 A．两灯一定串联 B．两灯一定并联 C．两灯可能串联也可能并联 D．以上说法都不对 8．在如图所示的电路中，电压表的示数为，电压表的示数为 ．若电源电压为，则两端电压为（ ） A． B． C． D． 9．在如图所示电路中，闭合开关，电压表的示数为，电压表的示数为．那么下列说法不正确的是 A．可知电源电压为 B．可知两端电压为 C．将电压表换成电流表，则亮，不亮 D．将电压表换成电流表，则与并联，电流表测干路上的电流 二、填空题 10．语言复读机工作时需要6V的电压，这可以由 节干电池 联而成；对人体安全的电压是 ，家庭电路各种用电器是 联的。 11．两个小灯泡串联在电路中，电源电压为16伏，现测得其中一个小灯泡两端的电压为6V，通过这个小灯泡的电流为0.5安，则另一个小灯泡两端的电压为 V，通过它的电流为 A。 12．图示的电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数应为 V，V的示数应为 V。 13．如图所示，电源电压保持不变，当S1断开、S2闭合时，电压表示数为4.5V；当S1闭合、S2断开时，电压表示数变为3V ，则灯泡L1和L2两端电压分别是 V、 V。 14．如图甲所示电路，电灯的连接方式是 。当闭合开关后，两个电压表指针均图乙所示，则灯L1两端的电压为 V，灯L2两端的电压为 V。 15．在探究“并联电路的电压特点”实验中，实物连接如图所示，电源电压为3V；为使实验更加合理，L1、L2应该选择规格 （选填“相同”或“不同”）的灯泡；闭合开关后只是灯泡L2短路，其他电路无故障，则测得L1两端的电压为 V。 16．如图所示电路，L1和L3规格完全相同，闭合开关后，电压表V2、V3的示数分别为6V、2V，则电源电压为 V。 17．如图所示，两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关，一只电压表，在不改变电路连接的前提下，能测出灯L1和L2两端电压的电路图。请你判断，设计的电路图中 （填“甲”或“乙”）图是正确的。他们选择正确的电路图进行测量，当开关拨至1时，电压表的示数为2V；当开关拨至2时，电压表的示数为5V。则灯L1两端电压为 V，灯L2两端电压为 V。 三、实验题 18．小明在“探究串联电路中电压的规律”的实验时，设计了如图甲所示的电路图。 （1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，原因是电压表没有 ；连接电路的过程中，开关必须 （选填“断开”或“闭合”）； （2）用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC得到的数据记录在表中，分析实验数据，你可得到串联电路的电压规律是 （用文字表达）； 试验次数 UAB/V UBC/V UAC/V 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 （3）进行多次实验的主要目的是 ； （4）某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，其读数为 V。 （5）如图甲所示，小明用电压表V测完灯L1两端的电压后，直接断开A点接线柱将其改接在C点，这样 （选填“能”或“不能”）测出灯L2两端的电压，原因是电压表 。 参考答案 1．D 2．C 3．A 4．D 5．D 6．C 7．C 8．C 9．D 10．4 串 不高于36V 并 11．10 0.5 12．2.5 2.5 13．3 1.5 14．串联 6 1.5 15．不同 0 16．8 17．甲 2 3 18．调零 断开 串联电路总电压等于各用电器两端电压之和 寻找普遍规律 1.2 不能 正负接线柱接反了 ( 第 1 页 共 4 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$